郑州轻工业学院。
课程**。题目：基于单片机空调温度控制系统设计。
院系： 电子信息工程学院
专业班级： 电子信息工程11-01
姓名： 闵许可。
学号： 541101030129
成绩。时间： 2014 年 10 月 17 日至 2014 年 10 月 24 日。
目录。摘要 1
第1章系统总体设计方案 2
1.1 课题背景 2
1.2 空调温控器的功能设计 2
第2章系统硬件设计 4
2.1 单片机 4
2.2 a/d转换电路 4
2.2.1 adc0801介绍 4
2.2.2 a/d转换电路工作原理 5
2.3 温度采样电路 6
2.3.1 ad590型温度传感器 6
2.3.2 温度采样工作原理 6
2.4 按健开关 7
2.5 温度显示电路 7
2.5.1 led驱动 7
2.5.2 温度显示工作原理 7
2.6 压缩机驱动电路 8
第3章系统软件设计 9
3.1 软件设计思路 9
3.2 程序流程 9
3.3 程序编写 10
第4章结论 15
参考文献 16
附录 13随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生和应用，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的c51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。
在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。而今，空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单，稳定的温度控制系统能更好的适应市场。
而本次设计就是要通过以mcs-51系列单片机为控制核心，实现空调机温度控制器的设计。
温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价**便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，通过温度传感器对空气进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再由单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调机的加热或降温循环对空气进行处理，从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。
空调温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路，a/d转换电路，温度显示电路，温度输入电路，驱动电路等组成。
系统原理图见图1所示：
图1 空调机温度控制系统框图。
由于空调温度控制器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的工作是否有效和协调。本设计采用mcs-51系列的8051单片机，因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。
8051包含了8位cpu，片内振荡器，4k字节rom,节ram,2个16位定时器，计数器，中断结构，i/o接口等。可进行计算，定时等一系列功能。
adc0801是8位全mos中速a/d 转换器、它是逐次逼近式a/d 转换器，片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接口接。其主要引脚功能如下：
1）rd，wr：读选通信号和选通信号（低电平有效）。
2）clk：时钟脉冲输入端，上升有效。
3）db0—db7是输入信号。
4）clkr：内部时钟发生器外接电阻端，与clkin端配合可由芯片自身产生时钟脉冲，其频率为1/1.1rc。
5）cs：片选信号输入端，低电平有效，一旦cs有效，表明a/d转换器被选中，可启动。
6）wr：写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端，低电平有效，cs、wr同时为低电平时，启动转换。
7)intr：转换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本次转换已完成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。
（8）clk:为外部时钟输入端，时钟频率高，a/d转换速度快。允许范围为：
10-1280khz，典型值为640khz，此时，a/d转换时间为10us。通常由mcs—51单片机ale端直接或分频后与其相连。当mcs单片机与读写外，ram操作时，ale信号固定为cpu时钟频率的1/6，若单片外接的晶振为6mhz，则1/6为1mhz，a/d转换时间为64us
a/d 转换电路如图2.1所示。adc0801的a/d转换结果输出端db0—db7与8051的p0.
0-p0.7相连，intr与p2.0口相连，intr端用于给出a/d转换完成信号，所以通过查询p2.
0便可以获知a/d转换是否完成。rd与8051 rd相连，wr也是跟8051 wr相连。低电平有效。
cs、vin+接地。
adc0801的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差摸输入信号，与wr同时为低电平a/d转换器被启动切在wr上升沿后100 模数完成转换，转换结果存入数据锁存器，同时，intr自动变为低电平，表示本次转换已结束。如cs、rd同时来低电平，则数据锁存器三态门打开，数字信号送出，而在rd高电平到来后三态门处于高阻状态 。
图2.1 a/d转换电路图。
ad590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。在被测温度一定时，ad590相当于一个恒流源，ad590温度感测器是一种已经ic化的温度感测器，它会将温度转换为电流，由于此信号为模拟信号，因此，要进行进一步的控制及数码显示，还需将此信号转换成数字信号。它的主要特性如下：
1)流过器件的电流（ma）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数；即： 式中：
ir—流过器件（ad590）的电流，单位为ma；t—热力学温度，单位为k。
2)ad590的测温范围为-55℃～+150℃；
3)ad590的电源电压范围为4v～30v；
因为ad590是将温度转换为电流，而单片机对电压信号更好测量，所以要将电流转化为电压，同时对电压信号进行放大后输入a/d转换adc0801的vi-端口。
电流转化为电压表达式如下：
由反相比例运算放大电路，根据“虚断”，“虚短”，集成运放净输入电压为零，净输入电流为零，净输入电流为零等推算出表达式为：
最后由(1),(2),(3)得到：
图2.2 温度采样电路。
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